【数据结构】插入排序 — 希尔排序

简介: 【数据结构】插入排序 — 希尔排序

前言


1.插入排序,一般也被称为直接插入排序。对于少量元素的排序是一个好的排序方法。插入排序是一种最简单的排序方法。


2.它的基本思想是将一个记录插入到已经排好序的有序表中,从而一个新的、记录数增1的有序表。在其实现过程使用双层循环,外层循环对除了第一个元素之外的所有元素,内层循环对当前元素前面有序表进e38f22c934a340c9861b83a29b1d5830.png行待插入位置查找,并进行移动 。




一、概述


插入排序:每次将一个待排序的记录,按其关键字的大小插入到前面已排序好的记录序列中的适当位置,直到全部记录插入完成为止。


确定插入位置的查找方法不同导致不同的算法描述:


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直接插入排序:基于顺序查找

希尔排序:基于逐趟缩小增量


二、希尔排序


1、希尔排序(Shell's Sort)是插入排序的一种又称“缩小增量排序”,是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。


2、希尔排序是把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至 1 时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。


1)概述


希尔排序:Shell Sort


希尔排序,又称为缩小增量排序。


基本思路:


1.先选取一个小于n的整数di(称为增量),并将记录序列分成若干子表


2.从下标为0的记录开始,间隔为di的记录组成一个子表,在各个子表内进行直接插入排序。


3.一趟完成后,逐步减小增量di,并重复上面的步骤,直到di=1,使得间隔为1的记录有序,也就是整个序列都达到有序。


2)示意图

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3)例题分析


序列:52、39、67、95、70、8、25、52、56、5


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序列:99、5、69、33、56、13、22、55、77、48、12、88、2、69、99

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4)算法实现


代码

//【算法3】希尔排序算法
public void shellSort(int[] d) { //d[]为增量数组
    RecordNode temp;
    int i, j;
    System.out.println("希尔排序");
    //控制增量,增量减半,若干趟扫描
    for (int k = 0; k < d.length; k++) {
        //一趟中若干子表,每个记录在自己所属子表内进行直接插入排序
        int dk = d[k];
        for (i = dk; i < this.curlen; i++) {
            temp = r[i];
            for (j = i - dk; j >= 0 && temp.key.compareTo(r[j].key) < 0; j -= dk) {
                r[j + dk] = r[j];
            }
            r[j + dk] = temp;
        }
        System.out.print("增量dk=" + dk + "  ");
        display();
    }
}

测试

public class TestSeqList3_shell {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int[] arr = {52,39,67,95,70,8,25,52,56,5};
        int[] d = {5,3,1};
        SeqList seqList = new SeqList(arr.length);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            seqList.insert(i, new RecordNode(arr[i]));
        }
        // 希尔排序算法
        seqList.shellSort(d);
    }
}
//希尔排序
//增量dk=5    8 25 52 56  5 52 39 67 95 70
//增量dk=3    8  5 52 39 25 52 56 67 95 70
//增量dk=1    5  8 25 39 52 52 56 67 70 95

5)性能分析

  • 希尔排序的时间复杂度:不确定,但在插入排序中,希尔排序的效能最高,最好情况可达O(nlog2n)
  • 只需要一个记录的辅助空间,O(1)
  • 是==不稳定==的排序方式,也就是说 52和 52 顺序不确定。

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